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Tese de Doutorado
Documento
Autor
Nome completo
Bianca de Miranda Peres
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2017
Orientador
Banca examinadora
Schneider, Rene Peter (Presidente)
Araujo, Welington Luiz de
Mehnert, Dolores Ursula
Sato, Maria Inês Zanoli
Souza, Clovis Wesley Oliveira de
Título em português
Identificação e caracterização de bactérias patogênicas e indicadoras por métodos de cultivo e moleculares.
Palavras-chave em português
16S rRNA
Análise de qualidade da água
Bactérias indicadoras e patogênicas
MALDI-TOF
Meios de cultura seletivos
Membranas filtrantes
Resumo em português
No controle da qualidade da água, parâmetros microbiológicos são avaliados e devem estar de acordo com os limites estipulados em portarias e resoluções. Todas as metodologias de monitoramento microbiano demandam o cultivo dos organismos-alvo. Em muitos casos, as cepas isoladas devem ser analisadas por teses fenotípicos para determinação da espécie. Por meio de inóculos de E. coli, demonstrou-se que a variação na técnica de plaqueamento se deve especialmente à falta de consistência entre as diluições. Além disso, para a análise de réplicas, comarando-se as médias de dois métodos de diluição, foi demonstrado que ser utilizado apenas uma série de diluição derivada de um único inóculo. Utilizando-se culturas puras de E. coli, E. faecalis e P. aeruginosa, a recuperação foi similar entre os meios seletivos respectivos (m-Endo, m-EI, m-PA-C) e meio não seletivo (Tripticase Soy Agar). A utilização da técnica de membrana filtrante resultou em contagens significativamente maiores para E.coli e E. faecalis em comparação ao método de spread plate. A microbiota natural presente na água potável (torneira) não influenciou significativamente as contagens de E. coli, E. faecalis e P. aeruginosa em meios seletivos. Entretanto, na água mineral engarrafada inoculada artificialmente com P. aeruginosa, a contagem foi significativamente maior na réplica estéril. Na análise de água marinha, e na réplica não estéril inoculada com E. faecalis, a contagem foi signifivativamente menor e as células de P. aeruginosa produziram colônias atípicas. Analisando-se amostras do meio ambiente (biofilmes de estação de tratamento de água, lodo de esgoto e água de córrego contaminado), 45 colônias típicas isoladas em meios de cultura seletivos foram identificadas por meio do sequenciamento do gene 16S rRNA, testes bioquímicos e MALDI-TOF. Os resultados de sequenciamento do gene 16SrRNA tiveram baixa correlação com a identificação dos organismos por testes bioquímicos (46,6% em nível de gênero e 20% em nível de espécie) e MALDI-TOF (60% em nível de gênero e 48,8% em nível de espécie). Para as cepas identificadas como E. coli e Enterococcus spp., a correlação entre o sequenciamento e MALDI-TOF foi de 75% e 62%, respectivamente. Uma vez que a quantificação de micro-organismo por membrana filtrante depende do micro-organismo em análise e do tipo de água, é necessário que os laboratórios realizem testes de padronização antes de implementar essa metodologia. Os resultados demonstram que os métodos convencionais utilizados não são adequados e suficientes para a análise da qualidade da água e, portanto, novas metodologias devem ser empregadas. Idealmente devem ser utilizadas técnicas baseadas em características fenotípicas, genômica e proteômica cujos resultados são complementares e fornecem uma identificação mais acurada.
Título em inglês
Identification and caractherization of pathogenic and indicator bacteria by culture-based and molecular methods.
Palavras-chave em inglês
16S rRNA
MALDI-TOF
Membrane filters
Microbiological water quality analysis
Pathogenic and indicator bacteria
Selective culture media
Resumo em inglês
All over the world regulatory agencies specify microbiological water quality parameters to guarantee water safety. Conventional microbiological water quality analysis is based on the cultivation of the target organisms. In many analysis protocols, phenotypic assays of isolated strains are mandated for species determination. Reference samples are required for quality assessment and quality control of analytical protocols. Using E. coli as a model organism, it was demonstrated here that the variability of plate counts of reference cultures is caused mainly by the spread of counts in individual serial dilutions. Besides, comparing the means obtained by two dilution approaches, it was demonstrated that in the analysis of replicates it is possible to use only a set of dilutions derived for a unique inoculum. Recovery of pure cultures of E. coli, E. faecalis and P. aeruginosa was similar on selective culture media (m-Endo, m-EI, m-PA-C) and with the non-selective medium (Tripticase Soy Agar). The membrane filter technique yielded significantly higher counts for E.coli and E. faecalis in comparison to spread plate method. The autochthonous microbiota of potable water (tap water) did not influence the counts of E. coli, E. faecalis and P. aeruginosa on selective culture media. However, the sterile replica of mineral water spiked with P. aeruginosa showed higher counts for these bacteria. For marine water analysis, the non-sterile replica spiked with E. faecalis yielded low counts and P. aeruginosa produced an atypical colony. Both, sample-induced variation in target strain recovery and colony appearance on culture plates indicates the requirement for method evaluation tests on particular sample matrices before implementing routine microbiological analysis by culture-based methods in the laboratory. 45 typical colonies obtained from environmental samples in selective culture media (biofilms from activated sludge, drinking water treatment plants and water from creek contaminated with raw sewage) were analyzed by 16S rRNA gene sequencing, biochemical phenotypic assays and MALDI-TOF. Sequencing showed low correlation with phenotypic assays (46,6% at the genus level and 20% at the species level) and MALDI-TOF (60% at the genus level and 48,8% at the species level). On the other hand, the strains identified as E. coli an Enterococcus spp. by 16S rDNA gene sequencing demonstrated a high correlation with MALDI-TOF (75% and 62%, respectively). Since the results showed that conventional methods aren´t suitable and sufficient to assess water quality, new technologies should be employed. Ideally, techniques should be based on phenotypic, genomic and proteomic features since the results are complementary and provide a more accurate identification.
 
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Data de Liberação
2020-05-03
Data de Publicação
2018-05-04
 
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